Schrittmotoren mit integrierter Steuerung

Was sind Schrittmotoren?

Geht es darum, den passenden Antrieb für anspruchsvolle Positionieraufgaben zu finden, fällt die Entscheidung meistens auf Schrittmotoren. Schrittmotoren sind elektromechanische Motoren, die in "Schritten" rotieren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Motoren, die eine kontinuierliche Drehbewegung ausführen, bewegen sich Schrittmotoren in präzisen Schritten, wodurch sie ideal für Anwendungen sind, die eine genaue Positionierung erfordern. Ein Schrittmotor mit Steuerung wird immer dann verbaut, wenn ein hoher Genauigkeitsbedarf vorhanden ist. Aufgrund ihrer Bauweise gewährleisten die speziellen Antriebe einen einfachen sowie sehr präzisen Betrieb. Sie haben sich in der Automation etabliert. Entscheidend für ihre Zuverlässigkeit ist die eingesetzte Schrittmotorensteuerung. 

Anwendungsmöglichkeiten von Schrittmotoren

Schrittmotoren sind vielseitige Antriebssysteme, die in einer breiten Palette von Anwendungen eingesetzt werden können. Ihre präzise Steuerung und einfache Handhabung machen sie zu einer beliebten Wahl für Ingenieure und Hersteller. Hier sind einige Anwendungsbereiche von Schrittmotoren:

1. CNC-Maschinen: Schrittmotoren werden häufig in CNC-Maschinen verwendet, um Werkzeugmaschinen wie Fräsen, Drehmaschinen und Lasergravurgeräte präzise zu positionieren. Ihre hohe Auflösung und Wiederholgenauigkeit gewährleisten qualitativ hochwertige Bearbeitungsergebnisse.
2. 3D-Drucker: Damit sich Druckköpfe und Druckplattformen präzise bewegen, lassen die meisten Hersteller ihre 3D-Drucker von einem Schrittmotor ansteuern. Sie ermöglichen eine schichtweise Herstellung von Objekten mit hoher Genauigkeit.
3. Robotik: Schrittmotoren finden in Robotern und Robotiksystemen Anwendung, um Gelenke und Bewegungsachsen zu steuern. Ihre einfache Steuerung und präzise Positionierung machen sie ideal für Roboterarme und mobile Roboterplattformen.
4. Medizintechnik: In medizinischen Geräten wie CT-Scannern, Dialysemaschinen und Insulinpumpen werden Schrittmotoren eingesetzt, um präzise Bewegungen und Dosierungen zu gewährleisten, was die Sicherheit und Effizienz dieser Geräte verbessert.
5. Automatisierungstechnik: Der Schrittmotor mit Getriebe spielt eine wichtige Rolle in der Automatisierungstechnik, wo er in Förderbändern, Pick-and-Place-Maschinen und Verpackungsanlagen verwendet wird, um Produkte zu transportieren und zu positionieren.
6. Textilmaschinen: In der Textilindustrie werden Schrittmotoren in Webmaschinen, Spinnmaschinen und Strickmaschinen eingesetzt, um präzise Bewegungen für die Herstellung von Textilien zu ermöglichen.
7. Luft- und Raumfahrt: Schrittmotoren finden auch Anwendung in der Luft- und Raumfahrttechnik, beispielsweise in der Positionierung von Antennen und Sensoren sowie in der Steuerung von Satellitenbewegungen.

Durch ihre Vielseitigkeit und Präzision sind Schrittmotoren die Antriebslösung der Wahl für eine Vielzahl von Industrien und Anwendungen, die nach zuverlässigen und hochpräzisen Bewegungssteuerungen suchen.

Vor- und Nachteile von Schrittmotoren

Schrittmotoren sind in der Welt der Automatisierung weit verbreitet und bieten eine Vielzahl von Vor- und Nachteilen, die bei der Auswahl des richtigen Antriebssystems berücksichtigt werden müssen. Im Folgenden werden wir die wesentlichen Aspekte dieser Motoren beleuchten.

Vorteile von Schrittmotoren:

1. Präzision: Schrittmotoren sind für ihre präzise Positionierung bekannt, was sie ideal für Anwendungen macht, die eine genaue Steuerung erfordern, wie beispielsweise in 3D-Druckern oder CNC-Maschinen.
2. Einfache Steuerung: Im Vergleich zu anderen Motorentypen erfordern Schrittmotoren keine Rückmeldung (Feedback) über ihre Position, was ihre Steuerung vereinfacht und die Kosten senkt.
3. Drehmoment bei niedrigen Geschwindigkeiten: Schrittmotoren bieten ein hohes Drehmoment bei niedrigen Geschwindigkeiten, was sie besonders geeignet für Anwendungen macht, die eine präzise Bewegung bei langsamen Geschwindigkeiten erfordern.
4. Kein Schlupf: Im Gegensatz zu bürstenlosen Motoren haben Schrittmotoren keinen Schlupf, was bedeutet, dass sie bei bestimmten Anwendungen, in denen eine absolute Positionierung erforderlich ist, besser geeignet sind.

Nachteile von Schrittmotoren:

1. Resonanz und Vibrationen: Schrittmotoren sind anfällig für Resonanz und Vibrationen, insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten: Moderne Schrittmotorsteuerungen können dieses Verhalten aber deutlich reduzieren.
2. Stromverbrauch: Schrittmotoren können im Vergleich zu anderen Motortypen einen höheren Stromverbrauch aufweisen, insbesondere wenn sie ohne Closed Loop betrieben werden, aber auch diese Thematik kann mit modernen Steuerungen gelöst werden.
3. Komplexität bei hohen Geschwindigkeiten: Bei hohen Geschwindigkeiten verlieren Schrittmotoren an Drehmoment,dies kann zu Schwierigkeiten bei der Verwendung in Anwendungen führen, die schnelle Bewegungen erfordern.

Insgesamt bieten Schrittmotoren eine präzise und kostengünstige Lösung für eine Vielzahl von Anwendungen, aber es ist wichtig, sowohl ihre Vor- als auch Nachteile zu berücksichtigen, um sicherzustellen, dass sie für die spezifische Anwendung geeignet sind.